Chuyên mục BẠN CÓ BIẾT

Tập 3: CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP THAY THẾ XANH

Những hành động nhỏ có thể mang đến những kết quả to lớn, những thay đổi nhỏ có thể tạo ra sức ảnh hưởng mạnh mẽ. Tại Merck, chúng tôi luôn nỗ lực cải tiến và thay đổi quy trình sản xuất hướng đến các giải pháp xanh hơn nhưng vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Để đánh giá các quá trình cải tiến và tiếp cận giải pháp xanh hơn, chúng tôi dựa trên 12 Nguyên tắc Hóa học Xanh.

12 nguyên tắc Hóa học Xanh được phân thành ba nhóm chính: Cải thiện việc sử dụng tài nguyên, Sử dụng năng lượng hiệu quả hơn và Giảm thiểu các mối nguy hiểm cho con người và môi trường.

Bài viết sẽ giới thiệu từng Nguyên tắc và cách tiếp cận để đánh giá điểm xanh về việc ứng dụng các Nguyên tắc này.

Ví dụ về đánh giá điểm DOZN^TMtrên sản phẩm b-Amylase

1. Phòng ngừa

Ngăn chặn chất thải hơn là xử lý sau khi nó đã được tạo ra.

Nguyên tắc 1 thúc đẩy phương pháp tiếp cận tổng thể về việc hiệu quả sử dụng tài nguyên bằng cách xem xét mối quan hệ giữa tất cả các nguyên liệu đầu vào với cả một quá trình (chất phản ứng và chất hỗ trợ) và thành phẩm mong muốn của quá trình để giảm thiểu việc tạo ra chất thải.

2. Kinh tế nguyên tử

Quá trình tổng hợp nên được thiết kế sao cho tối đa hóa việc sử dụng các nguyên liệu để tạo ra sản phẩm cuối.

Trong khi Nguyên tắc 1 tập trung vào nguyên liệu đầu vào, Nguyên tắc 2 tập trung vào việc giảm lượng chất phản ứng sử dụng để tạo ra sản phẩm mong muốn.

3. Tổng hợp hóa học ít độc hại hơn

Các phương pháp tổng hợp phải được thiết kế hướng đến việc tạo ra các chất có ít hoặc không có độc tính đối với sức khỏe con người và môi trường.

Nguyên tắc này hướng đến việc giảm lượng và độc tính của nguyên liệu thô sử dụng trên mỗi kg sản phẩm.

4. Thiết kế Hóa chất An toàn hơn

Các sản phẩm hóa học được thiết kế với mục tiêu giảm độc tính nhưng không ảnh hưởng đến chức năng mong muốn của chúng.

Trong Nguyên tắc 3, chúng tôi tập trung vào việc sử dụng nguyên liệu đầu vào ít độc hại hơn, đối với Nguyên tắc 4, chúng tôi sử dụng cùng một cách tiếp cận dựa trên GHS để tập trung vào độc tính của sản phẩm được sản xuất. Một quy trình hóa học có thể tạo ra nhiều sản phẩm vì vậy chúng tôi cẩn thận xem xét tính độc hại của các sản phẩm và đồng sản phẩm của quá trình khi áp dụng nguyên tắc này.

5. Dung môi và chất phụ trợ an toàn hơn

Hạn chế việc sử dụng chất phụ trợ (ví dụ, dung môi, chất phân tách, v.v.) hoặc sử dụng các chất phụ trợ không độc hại.

Tận dụng cách tiếp cận được sử dụng cho Nguyên tắc 3 và 4 để tập trung giảm lượng và độc tính của dung môi và các chất phân tách khác được sử dụng trên mỗi kg sản phẩm.

6. Thiết kế để tiết kiệm năng lượng

Các quá trình hoá học yêu cầu sử dụng năng lượng cần được đánh giá về các tác động đến môi trường và kinh tế và cần được giảm thiểu.

Chúng tôi đang phát triển một ước tính về tác động của năng lượng bằng cách xem xét thời gian của các bước tổng hợp với áp suất và nhiệt độ xung quanh.

7. Sử dụng nguyên liệu nạp tái tạo

Sử dụng nguyên liệu thô có thể tái tạo thay vì nguyên liệu không thể tái tạo.

Chúng tôi ưu tiên sử dụng các nguồn nguyên liệu tái tạo khi có thể. Đối với Nguyên tắc này, chúng tôi ưu tiên sử dụng liệu nguyên liệu thô có nguồn gốc sinh học.

8. Giảm dẫn xuất

Việc tạo dẫn xuất không cần thiết nên được giảm thiểu hoặc hạn chế nếu có thể.

Các bước tạo dẫn xuất sẽ đòi hỏi sử dụng thêm nguyên liệu, thuốc thử và có thể tạo ra chất thải. Mục tiêu khi áp dụng nguyên tắc này là phát triển một quy trình để giảm thiểu chất thải từ quá trình tạo dẫn xuất hoặc trực tiếp.

9. Xúc tác

Xúc tác sẽ tốt hơn lượng chất phản ứng.

Chúng tôi phát triển các quy trình ưu tiên việc sử dụng chất xúc tác giúp giảm chất thải trực tiếp. Nguyên tắc này hỗ trợ Nguyên tắc 2 với khả năng thúc đẩy những cải tiến trong nguyên tắc kinh tế nguyên tử thông qua lộ trình sử dụng chất xúc tác cụ thể.

10. Thiết kế cho quá trình phân huỷ

Các sản phẩm hóa học phải được thiết kế sao cho khi hết chức năng sử dụng, chúng sẽ phân hủy thành các sản phẩm phân hủy vô hại và không tồn tại trong môi trường.

Nguyên tắc 10 được tiếp cận với phương thức tính toán khả năng phân huỷ sinh học của sản phẩm, cũng như các mối nguy của các sản phẩm phân hủy sinh học.

11. Phân tích thời gian thực để ngăn ngừa ô nhiễm

Các phương pháp phân tích cần được phát triển để cho phép theo dõi và kiểm soát trong thời gian thực, trong quá trình trước khi hình thành các chất độc hại.

Đối với Nguyên tắc 11, chúng tôi thực hiện phân tích để đánh giá từng bước trong quá trình hoá học, ví dụ như theo dõi thời gian thực để phát hiện những thay đổi về nhiệt độ hoặc độ pH của quy trình. Các sai lệch so với kế hoạch được phát hiện và điều chỉnh càng sớm thì càng ít khả năng tạo chất thải hoặc các nguy cơ sẽ được giảm thiểu.